[發明專利]一種電場可調磁電信息存儲器件及其制備方法

在審

• 申請號: 202110553600.0
• 申請日: 2021-05-20
• 公開（公告）號: CN113299823A
• 公開（公告）日: 2021-08-24
• 發明（設計）人: 陳立明;周健;丁健翔;張曉;丁寬寬;張凱歌;徐凱;孫正明
• 申請（專利權）人: 安徽工業大學
• 主分類號: H01L43/08
• 分類號: H01L43/08;H01L43/10;H01L43/14;G11C11/16
• 代理公司: 合肥順超知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 34120
• 代理人: 徐文恭

1.一種電場可調磁電信息存儲器件，其特征在于包括：

作為底電極的半導體層，所述半導體層為n型摻雜Nb:SrTiO₃半導體制成；

作為頂電極的鐵磁層，所述鐵磁層由具備鐵電調控界面效應的鐵磁金屬氧化物La_0.7Sr_0.3MnO₃制成；

以及位于半導體層、鐵磁層之間的鐵電層，所述鐵電層由鐵電體BaTiO₃制成。

2.根據權利要求1所述的電場可調磁電信息存儲器件，其特征在于：所述Nb:SrTiO₃半導體中Nb的摻雜量為0.7wt％。

3.根據權利要求1所述的電場可調磁電信息存儲器件，其特征在于：所述鐵磁層的厚度為16-24u.c，優選為20u.c。

4.根據權利要求1所述的電場可調磁電信息存儲器件，其特征在于：所述鐵電層的厚度為4-8u.c，優選為6u.c。

5.根據權利要求1所述的電場可調磁電信息存儲器件，其特征在于：所述鐵電調控界面效應指：在室溫下，鐵磁層和鐵電層的界面處會出現陽離子擴散和磁交換作用，當改變外加電場的方向，陽離子擴散將會改變界面處Mn³⁺/Mn⁴⁺比例，通過磁交換作用來改變磁化強度；通過鐵電調控界面效應實現了對高低阻態的調制，進而實現電流ON/OFF開關比的調控。

6.根據權利要求1-5任一項所述電場可調磁電信息存儲器件的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1、配料稱量藥品，按照配比將氧化鑭、碳酸鍶、二氧化錳、鈦酸鋇、二氧化鈦粉末稱料，進行球磨；

S2、將得到的球磨粉體過濾干燥，再次研磨充分后壓靶，再對靶材加熱燒結，制備La_0.7Sr_0.3MnO₃及BaTiO₃靶材；

S3、將制備好的Nb:SrTiO₃襯底、La_0.7Sr_0.3MnO₃和BaTiO₃靶材進行表面清洗，將BaTiO₃靶材沉積在Nb:SrTiO₃襯底表面，得到BaTiO₃/Nb:SrTiO₃異質結；

S4、將得到的BaTiO₃/Nb:SrTiO₃異質結取出并進行光刻，同時調控加熱臺的溫度和氣壓，將La_0.7Sr_0.3MnO₃靶材沉積在BaTiO₃/Nb:SrTiO₃異質結表面，薄膜沉積完成后進行退火處理，得到La_0.7Sr_0.3MnO₃/BaTiO₃/Nb:SrTiO₃異質結；

S5、將得到的La_0.7Sr_0.3MnO₃/BaTiO₃/Nb:SrTiO₃異質結按照一定尺寸，通過二次光刻、化學刻蝕法制備所需的電場可調磁電信息存儲器件。

7.根據權利要求6所述電場可調磁電信息存儲器件的制備方法，其特征在于：步驟S1中，球磨轉速為300-350rpm，球磨時間為40-56h。

8.根據權利要求6所述電場可調磁電信息存儲器件的制備方法，其特征在于：步驟S2中，加熱燒結時的加熱溫度為950-1200℃，升溫速率為3-6℃/min，保溫時間為6-72h。